使用鋸切線來從工件切分出晶片的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用鋸切線來從工件切分出晶片的方法，其中至少兩個線導輥夾持線網(wǎng)。每個線導輥在其橫向表面上具有許多凹槽，其中與線導槽并排地設置至少一個在線鋸切期間未插入線的凹槽，在線導槽磨損之后或者在限定數(shù)量的鋸切過程之后，分別將鋸切線纏繞到仍沒有被磨損或者使用過的先前未被占據(jù)的凹槽內(nèi)。
【背景技術】
[0002]對于電子技術、微電子技術和微機電技術，需要具有極端要求的半導體晶片來作為起始材料(基板)，該極端要求由整體和局部平坦度、基準的單側(cè)局部平坦度(納米拓撲結(jié)構(gòu))、粗糙度和清潔度構(gòu)成。半導體晶片是由半導體材料、更特別是例如砷化鎵的化合物半導體和例如硅和間或有鍺的主要元素半導體構(gòu)成的晶片。
[0003]根據(jù)現(xiàn)有技術，以多個連續(xù)的加工步驟生產(chǎn)出半導體晶片，舉例來說，其中，在第一步中，借助于丘克拉斯基法(Czochralski method)來拉拔由半導體材料構(gòu)成的單晶體(桿)或者鑄造由半導體材料構(gòu)成的多晶體塊，并且在進一步中，借助線鋸將結(jié)果產(chǎn)生的由半導體材料(“坯料”)構(gòu)成的圓柱狀或者塊狀的工件分成單獨的半導體晶片。
[0004]在該情況下，在單切線鋸與下文中被稱為MW鋸(MW=多線)的多線鋸之間產(chǎn)生了區(qū)別。特別是，當意圖在一個工作步驟中將例如由半導體材料構(gòu)成的桿的工件鋸切成許多晶片時，使用麗鋸。
[0005]US-5 771 876描述了適于生產(chǎn)半導體晶片的線鋸的功能原理。這些線鋸的主要部件包括機架、供給裝置和由平行線區(qū)段組成的網(wǎng)(“線網(wǎng)”)構(gòu)成的鋸切工具。
[0006]例如，在EP 990 498 Al中公開了一種麗線鋸。在該情況下，涂有粘結(jié)磨粒的長鋸切線在導線輥上成螺旋形地行進并且形成了一個或多個線網(wǎng)。
[0007]通常，線網(wǎng)是由夾持在至少兩個導線輥之間的多個平行的線區(qū)段形成的，其中導線輥被以可旋轉(zhuǎn)方式安裝并且它們中的至少一個被驅(qū)動。線導輥通常設有涂覆物，例如聚氨酯。根據(jù)DE 10 2007 019 566 B4和DE 10 2010 005 718 Al，用于引導鋸切線的許多凹槽切入線導輥的涂覆物內(nèi)，其中所有凹槽具有彎曲的凹槽基部和帶特定張開角的凹槽側(cè)面。
[0008]線導輥的縱軸線被大致垂直于線網(wǎng)中的鋸切線定向。
[0009]由半導體材料構(gòu)成的晶片的生產(chǎn)特別是對切分工藝的精度提出了特別嚴格的要求。為了該目的，重要的是，引導鋸切線的線導輥上的許多凹槽精確地平行延伸并且凹槽和鋸切線處于一條線上(對準)。
[0010]根據(jù)DE 102 37 247 Al，線導輥上的兩個凹槽之間的距離可能是相同的或者從線入口側(cè)向線出口側(cè)減小。凹槽之間的距離的減小考慮到了在鋸切過程期間線的直徑減小的情況，從而雖然鋸切線更細，由于凹槽之間減小的距離的結(jié)果，從工件切分出均勻厚度的晶片。
[0011]由于與鋸切線持續(xù)接觸的結(jié)果，線導輥的涂覆物和切入涂覆物內(nèi)的凹槽易受磨損，并且必須定期地更新以便避免所謂的對準誤差。例如，如果線導輥的凹槽與處于所述凹槽中的線不再位于一直線上，則對準誤差能引起損害，例如在切分出的半導體晶片的表面上鋸出痕跡或者凹槽。
[0012]如果線導輥的溝槽被磨損，則它們必須被更新。為了該目的，通常必須從線鋸卸下線導輥，并且必須將新的涂覆物和/或新的凹槽引入線導輥的涂覆物的表面內(nèi)(給線導輥開槽)。必須定期地進行的該工作導致線鋸的停工時間并且因此限制了該方法的經(jīng)濟可行性。
[0013]因此，希望延長被磨損凹槽的更新(即，給線導輥開槽)之間的時間周期。例如，這能通過以合適材料涂覆線導輥來完成。
[0014]通常使用具有由聚氨酯(PU)構(gòu)成的涂覆物的線導輥。因為鋸切線具有粘結(jié)顆粒，而聚氨酯對包含松散固體(磨粒)的液態(tài)磨料(料漿)或者對磨蝕具有很大的抵抗力。
[0015]然而，線導輥的涂覆物必須是既不太軟也不太硬。在材料太軟的情況中，涂覆物不足以抵抗凹槽的塑性變形，從而導致了凹槽幾何形狀的不理想的改變。在材料太硬的情況中，不再能確保線與線導輥之間的摩擦接合，其結(jié)果是，不再能最佳地運轉(zhuǎn)線網(wǎng)。
[0016]為了減小線導輥的涂覆物的磨損，JP 2006102917 A2提出了一種包含5到30重量百分比的碳化硅顆粒的呈氨基甲酸乙酯形式的涂覆物，從而該涂覆物比僅由氨基甲酸乙酯構(gòu)成的涂覆物顯著更硬。
[0017]雖然更硬的涂覆物延長了磨損凹槽的更新之間的時間周期，但是其具有上述缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]因此，本發(fā)明的目的是提供一種借助于線鋸來從工件切分出許多晶片的方法，其中在不具有用于涂覆物的材料太硬的缺點的情況下延長了線導輥的磨損凹槽的更新之間的時間周期并且因此減少了線鋸的停工時間。
[0019]該目的通過一種借助于鋸切線2a從工件3切分出晶片的方法來實現(xiàn)，其中鋸切線2a形成了包括許多平行設置的線區(qū)段的線網(wǎng)2，該線網(wǎng)至少由兩個線導輥I夾持，鋸切線2a由至少兩個線導輥通過兩個橫向表面中的凹槽4引導，該凹槽4相互之間具有距離A，其特征在于，與線引導凹槽4并排地設置有至少一個凹槽4a，在線鋸切期間在該凹槽4a中并未插入線2a。
[0020]以下詳細描述本發(fā)明和優(yōu)選實施例。
【附圖說明】
[0021]圖1顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術的線鋸，包括兩個線導輥1，由平行延伸的線區(qū)段形成的線網(wǎng)2在該線導輥之間行進，所述線網(wǎng)鋸切入固定到工件接受器(未描繪)上的工件3內(nèi)。為了清晰的緣故，按非常簡化的方式并且例如在沒有偏轉(zhuǎn)輥的情況下示出了線鋸。
[0022]圖2顯示了具有帶間距A的凹槽4的線導輥I的橫截面，所述凹槽具有寬度C(鋸口損失)和深度T。根據(jù)現(xiàn)有技術，在每個凹槽4中插入線2a(圖2a)。在根據(jù)本發(fā)明的線導輥的情況中，在線導輥的第一個壽命周期中，僅每第η個凹槽(n ^ 2)被線2a占據(jù)(圖2b) ο如果被線2a占據(jù)的凹槽4例如磨損了(第一個壽命周期結(jié)束，如圖2c中變深的凹口所示出的)，則將線2a插入到相鄰的、仍未使用的凹槽4a內(nèi)(圖2c)。在圖2中，凹槽4和對應的4a例如具有恒定的間距A，由此A是兩個凹槽4之間的內(nèi)部距離B與凹槽4的寬度(彎曲損失)C的和，S卩，A = B+C (等式(I))，并且D是第一凹槽4與n+2個凹槽4之間的內(nèi)部距離，由此η是第一個凹槽4的數(shù)目。在圖2a中，D是第一與第三凹槽4之間的內(nèi)部距離并且限定為D = 2XB+C(等式(2))。
【具體實施方式】
[0023]可以在其中鋸切線2a經(jīng)由帶凹槽的線導輥I引導的任何線鋸中實施借助于使用根據(jù)本發(fā)明的線導輥的線鋸來由工件3切分出許多晶片的方法。
[0024]線導輥I是可圍繞輥芯轉(zhuǎn)動地軸向地安裝的大致圓柱形棍子，具有外殼，該外殼具有其中切出用于線引導部的凹槽4的外部橫向表面和兩個側(cè)表面。線引導部的長度優(yōu)選與根據(jù)現(xiàn)有技術的線導輥的長度相應。
[0025]鋸切線2a經(jīng)由被至少兩個線導輥I夾持的線網(wǎng)2被從供給線軸(分配輥)卷繞到接收線軸(卷線輥)上，所述線網(wǎng)包括相互平行地設置的許多線區(qū)段。在鋸切過程期間，能僅沿一個方向或者周期性地改變方向(朝圣者步伐法(pilgrim step method))來纏繞鋸切線2a。
[0026]在第一實施例中，線導輥I僅由單一材料構(gòu)成，即，線導輥I的橫向表面由與線導輥I的輥芯相同的材料構(gòu)成。
[0027]在第一實施例中，線導輥I優(yōu)選是由聚酯基或者聚醚基的聚氨酯構(gòu)成的，例如DE10 2007 019 566 B4中所公開的。在該實施例中，線導輥I的外殼由橫向表面與輥芯之間未限定厚度的層形成，線導輥I的橫向表面沿縱軸線方向延伸。
[0028]在第二實施例中，線導輥I的輥芯由優(yōu)選鋼、鋁或者例如玻璃纖維或碳纖維增強塑料的復合材料的第一材料構(gòu)成，并且線導輥I的外殼是由第二材料構(gòu)成的，該第二材料能與第一材料相同或不同。第二材料具有厚度M地至少縱向包封第一材料。外殼的厚度M優(yōu)選在0.5到50mm之間，特別優(yōu)選在3到25mm之間。
[0029]在第二實施例中，輥芯以第二材料被覆蓋或者涂覆。例如，覆蓋物或者涂覆物被固定地連接至輥芯，例如通過粘合結(jié)合，或者例如能呈可去除蓋的形式地經(jīng)由橫向夾持環(huán)被連接至輥芯。
[0030]在第二實施例中，線導輥I的外殼(覆蓋物、涂覆物)優(yōu)選由如DE 10 2007 019566 B4中公開的聚酯基或者聚醚基的聚氨酯和共聚物構(gòu)成并且如果合適被與混合物混合。
[0031]在下文中，與輥芯是否具有由第二材料構(gòu)成的并且可限定為朝向輥芯的外部涂覆物無關地使用術語“外殼”。
[0032]在外殼內(nèi)切出在每種情況中具有間距A的用于引導鋸切線的凹槽4，也就是說，鋸切線位于凹